Ε.Κ.Ε.Φ.Ε
Δημόκριτος
Το Εργαστήριο Αρχαιομετρίας του Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. Δημόκριτος (www.ims.demokritos.gr/archae/) έχει συσταθεί από το 1985 και αποτελεί την παλαιότερη ερευνητική δραστηριότητα στην χώρα μας σε θέματα μελέτης της πολιτισμικής κληρονομιάς. Η Ομάδα Παλαιοπεριβάλλοντος και Αρχαίων Μετάλλων αποτελεί τμήμα του Εργαστηρίου Αρχαιομετρίας και δραστηριοποιείται στις μελέτες παραγωγής, διακίνησης και τεχνολογίας αρχαίων μετάλλων στη Μεσόγειο καθώς και στην έρευνα του αρχαίο- και παλαιο-περιβάλλοντος, με κύρια εργαλεία τις απόλυτες χρονολογήσεις με τεχνικές φωταύγειας και μελέτες δοσιμετρίας. Η Ομάδα συντονίζεται από τον Δρ. Ι. Μπασιάκο, Γεωλόγο, Διευθυντή Ερευνών ([email protected]), ενώ υπεύθυνος για τις ραδιοχρονολογήσεις Φωταύγειας είναι ο Δρ. Ν. Ζαχαριάς, Χημικός Μηχανικός ([email protected]).
Οι απόλυτες χρονολογήσεις αποτελούν έναν από τους σημαντικότερους κλάδους της αρχαιομετρικής έρευνας. Πιο συγκεκριμένα, οι τεχνικές Φωταύγειας μετρούν την συσσώρευση της ραδιενέργειας στο προς χρονολόγηση υλικό. Η ακτινοβόληση του υλικού (α), προκαλεί απελευθέρωση ηλεκτρονίων από τις οπές τους (ζώνη σθένους) και διάχυσή τους στη ζώνη αγωγιμότητας. Ο πληθυσμός των παγιδευμένων ηλεκτρονίων, είναι ανάλογος της ηλικίας του δείγματος (β) καθώς και της έντασης, με την οποία ακτινοβολούνταν από το γύρω περιβάλλον του. Τέλος, (γ) η θέρμανση (Θερμοφωταύγεια, TL), ή η οπτική διέγερση (Οπτική Φωταύγεια, OSL), προκαλούν απελευθέρωση των ηλεκτρονίων, τα οποία, επανασυνδεόμενα με τις οπές τους, αποδίδουν φως. Στην περίπτωση της TL τα σήματα αναφέρονται ως φωτοκαμπύλες και στην OSL ως καμπύλες απόσβεσης. Ο προσδιορισμός της ηλικίας βασίζεται στην απλοποιημένη σχέση: Ηλικία (χρόνια) = Ληφθείσα Δόση (Gy) / Ρυθμό Δόσης (Gy/χρόνο).
Οι τεχνικές για τον προσδιορισμό της Ληφθείσας Δόσης αντιμετωπίζουν επιτυχώς τα προβλήματα της αλλαγής της ευαισθησίας του υλικού, της γραμμικότητας των δόσεων ακτινοβόλησης και του καταγραφόμενου σήματος, των παρασιτικών σημάτων, κ.ά. Ο προσδιορισμός του ρυθμού δόσης επιτυγχάνεται με την μέτρηση του ραδιενεργού περιβάλλοντος, καθώς και με την εσωτερική ακτινοβόληση του υλικού, οφειλόμενη στις ραδιενεργές σειρές του ουρανίου και θορίου2,3, καθώς και του ισοτόπου του καλίου 40Κ. Οι τεχνικές της Φωταύγειας χρονολογούν ανόργανα κρυσταλλικά υλικά, τα οποία, ενεργειακά, εμπίπτουν στις κατηγορίες των μονωτών ή ημιαγωγών. Εάν το υλικό έχει θερμανθεί κατά το παρελθόν σε υψηλή θερμοκρασία (π.χ. κεραμικό) τότε καταλληλότερες τεχνικές είναι αυτές της TL, επειδή οι παγίδες των ηλεκτρονίων που αποδίδουν χρονολογήσιμα σήματα σε αυτή την τεχνική εμφανίζουν μεγάλες ενεργειακές διαφορές. Σε περιπτώσεις υλικών, των οποίων η χρονική στιγμή που προσδιορίζεται αναφέρεται σε χαμηλές ενέργειες, όπως η έκθεση σε ηλιακό φως, τότε καταλληλότερες είναι οι τεχνικές της ΟSL.
Οι τεχνικές της TL επιλέγονται για την χρονολόγηση κεραμικών, καμένων λίθων, πυριτόλιθων και μεταλλουργικών σκωριών, ενώ οι τεχνικές της ΟSL για τα ιζηματογενή υλικά όλων των τύπων (αιολικά, ποτάμια, ανθρωπογενή, ηφαιστειακά, σπηλαιοαποθέματα, κ.ά.) καθώς και για κονιάματα και όστρακα απολιθωμένων μαλακίων. Το χρονολογήσιμο όριο είναι από μερικές δεκάδες έως μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια, ενώ σε αρκετές περιπτώσεις μπορεί να επεκταθεί στο ένα εκατομμύριο χρόνια. Το αποδιδόμενο τελικό σφάλμα των χρονολογήσεων με Φωταύγεια κυμαίνεται από 5-10% με δυνατότητα ακόμη και σε εύρος 3-5% εάν πρόκειται για υλικό που εμφανίζει ομοιογενή σήματα και ομοιογένεια στο ραδιενεργό περιεχόμενο.
Ξεκινώντας το καλοκαίρι του 2007, σε συνεργασία με τους Δρ.Δρ. Νίκη Ευελπίδου ([email protected]) και Δρ. Σεραφείμ Πούλο ([email protected]) από τον τομέα Γεωγραφίας και Κλιματολογίας του τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του Πανεπιστημίου Αθηνών, ο Δημόκριτος προχωρά, για πρώτη φορά στην Ελλάδα, σε εφαρμογή της μεθόδου της φωταύγειας σε γεωμορφολογικής φύσης έρευνα. Η χρηματοδότηση της έρευνας αυτής είναι μέσω του Ευρωπαϊκού προγράμματος Interreg ΙΙΙ B Archimed με τίτλο «Management of Water Resources and Wetland protection in tourism developing areas» και ακρωνύμιο ManWater. Οι κ.κ. Ευελπίδου και Πούλος έκαναν σειρά ερευνητικών γεωτρήσεων, τα δείγματα των οποίων θα χρονολογηθούν μέσω της οπτικής φωταύγειας. Η μελέτη αυτή εστιάζεται στα μεγαλύτερα πεδία θινών στην Ελλάδα, με σκοπό τον προσδιορισμό της ηλικίας τους ώστε να εξαχθούν συμπεράσματα για τις χρονικές περιόδους δημιουργίας τους, οι οποίες πιθανότατα να σχετίζονται με κλιματικά γεγονότα, όπως αλλαγές ανεμολογικού καθεστώτος, μεταβολές στάθμης θάλασσας και, κυρίως, με περιόδους μεγάλης προσφοράς άμμου.
Αναλογιζόμενοι την παγκόσμια πλέον εφαρμογή των τεχνικών Φωταύγειας, αναμένεται να οδηγηθούμε σε μια επανάσταση στην κατανόησή μας επί αρχαιολογικών και περιβαλλοντικών διεργασιών, παρόμοια με αυτή που γνωρίσαμε από την εισαγωγή της τεχνικής του ραδιοάνθρακα κατά τις δεκαετίες του ’50 και ’60.
Δρ. Ι. Μπασιάκος
Δρ. Ν. Ζαχαριάς